Thermochemie is het deel van de chemie dat de hoeveelheid warmte (energie) bestudeert die betrokken is bij chemische reacties.
Wanneer bij een reactie warmte vrijkomt, wordt deze geclassificeerd als exotherm. De absorptie van warmte in een reactie zorgt ervoor dat deze endotherm is.
Thermochemie bestudeert ook de overdracht van energie in sommige fysieke verschijnselen, zoals veranderingen in de toestand van materie.
Thermochemie en warmte
Bij chemische reacties kan energie worden opgenomen of afgegeven. Deze warmteoverdracht vindt plaats van het lichaam met de hoogste temperatuur naar het lichaam met de laagste temperatuur.
Het is de moeite waard eraan te denken dat warmte, ook wel warmte-energie genoemd, een concept is dat de uitwisseling van thermische energie tussen twee lichamen bepaalt. O thermische balans ontstaat wanneer de twee materialen dezelfde temperatuur bereiken.
Endotherme en exotherme reacties
het heet endotherme reactie de reactie waarbij warmte wordt geabsorbeerd. Op deze manier neemt een lichaam warmte op uit de omgeving waarin het wordt ingebracht. Daarom veroorzaakt de endotherme reactie een gevoel van afkoeling.
Voorbeeld: Bij het wrijven van alcohol op de arm neemt de arm de warmte van deze stof op. Maar als we op de arm blazen nadat we alcohol hebben gedronken, voelen we een beetje kil, een gevoel dat het resultaat is van de endotherme reactie.
al de exotherme reactie het is het omgekeerde. Het is de afgifte van warmte en dus is het gevoel opwarmend.
Voorbeeld: In een kamp staan mensen bij een vuur zodat de warmte die vrijkomt door de vlammen de mensen om hen heen verwarmt.
Thermische uitwisselingen vinden ook plaats in de veranderingen van fysieke toestand. Het blijkt dat bij de overgang van vast naar vloeibaar en van vloeibaar naar gas het proces endotherm is. Omgekeerd is de overgang van gas naar vloeistof en van vloeibaar naar vast exotherm.
enthalpie
Enthalpie (H) is de energie uitgewisseld in de energieabsorptie- en afgiftereacties, respectievelijk endotherm en exotherm.
Er is geen apparaat dat enthalpie kan meten. Om deze reden wordt de variatie (ΔH) gemeten, waarbij rekening wordt gehouden met de enthalpie van de reactant (initiële energie) en de enthalpie van het product (eindenergie).
De meest voorkomende vormen van enthalpie zijn:
| Formatie-enthalpie | Geabsorbeerde of vrijgekomen energie die nodig is om 1 mol van een stof te vormen. |
|---|---|
| Verbrandingsenthalpie | Vrijgekomen energie die resulteert in de verbranding van 1 mol stof. |
| Link enthalpie | Energie die wordt geabsorbeerd bij het verbreken van 1 mol chemische binding, in gasvormige toestand. |
Terwijl enthalpie energie meet, entropie meet de mate van wanorde van chemische reacties.
Wet van Hess
Germain Henry Hess stelde vast dat:
De enthalpieverandering (ΔH) in een chemische reactie hangt alleen af van de begin- en eindtoestand van de reactie, ongeacht het aantal reacties.
De variatie van energie, volgens de wet van Hess, wordt bepaald door de volgende formule:
ΔH = Hf - Hik
Waar,
- H: enthalpie variatie
- Hf: eindenthalpie of productenthalpie
- Hik: initiële enthalpie of reagensenthalpie
Hieruit concluderen we dat de enthalpievariatie negatief is wanneer we geconfronteerd worden met een exotherme reactie. Op zijn beurt is de enthalpievariatie positief wanneer we worden geconfronteerd met een endotherme reactie.
Zorg ervoor dat u deze teksten controleert om nog meer over het onderwerp te weten te komen.:
- Thermodynamica
- Calorimetrie
- voelbare warmte
- latente warmte
Oefeningen met feedback met commentaar
1. (Udesc/2011) Gegeven de volgende vergelijkingen:
| (DE) | 2CO(g) + O2(g) → 2CO2(g) | ΔH = - 565,6 kj |
| (B) | 2CH4O(g) + 3O2(g) → 2CO2(g) + 4H2O(1) | ΔH = - 1462,6 kj |
| (Ç) | 3O2(g) → 2O3(g) | ΔH = + 426,9 kj |
| (D) | Geloof2O3(g) + 3C(en) → 2Fe(en) + 3CO(g) | ΔH = +490.8 kj |
Beschouw de volgende proposities met betrekking tot de vergelijkingen:
IK. Reacties (A) en (B) zijn endotherm.
II. Reacties (A) en (B) zijn exotherm.
III. Reacties (C) en (D) zijn exotherm.
IV. Reacties (C) en (D) zijn endotherm.
V. De reactie met de grootste energieafgifte is (B).
ZAG. De reactie met de grootste energieafgifte is (D).
Vink het juiste alternatief aan.
a) Alleen beweringen II, III en V zijn waar.
b) Alleen beweringen I, III en VI zijn waar.
c) Alleen beweringen I, IV en VI zijn waar.
d) Alleen beweringen II, V en VI zijn waar.
e) Alleen beweringen II, IV en V zijn waar.
Correct alternatief: e) Alleen stellingen II, IV en V zijn waar.
een fout. Stelling III is niet waar.
In tegenstelling tot bewering III zijn reacties (C) en (D) endotherm, aangezien het positieve teken in de enthalpievariatie warmteabsorptie aangeeft.
b) FOUT. Geen van de in dit alternatief aangehaalde uitspraken is juist. Ze zijn fout omdat:
- Reacties (A) en (B) zijn exotherm, omdat het negatieve teken in de enthalpieverandering het vrijkomen van warmte aangeeft.
- Reacties (C) en (D) zijn endotherm, aangezien het positieve teken in de enthalpieverandering warmteabsorptie aangeeft.
- Reactie (D) geeft geen energie vrij omdat het endotherm is.
c) FOUT. Van de drie uitspraken die in dit alternatief worden aangehaald, is alleen IV juist. De andere twee zijn fout omdat:
- Reacties (A) en (B) zijn exotherm, omdat het negatieve teken in de enthalpieverandering het vrijkomen van warmte aangeeft.
- Reactie (D) geeft geen energie vrij, het positieve teken in de enthalpieverandering geeft aan dat de reactie endotherm is.
d) FOUT. Stelling VI is niet waar.
In tegenstelling tot bewering VI, komt bij reactie (D) geen energie vrij, omdat deze endotherm is.
a) JUIST. De uitspraken zijn juist omdat:
- Reacties (A) en (B) zijn exotherm, omdat de energieverandering negatief is.
- Reacties (C) en (D) zijn endotherm, aangezien de waarde van ΔH positief is.
- De reactie met de grootste afgifte van energie is (B), aangezien van de exotherme reacties van de uiting dit degene is met de hoogste waarde met een negatief teken.
Deze teksten helpen je om je kennis te vergroten:
- Oefeningen over thermochemie
- chemische transformaties
- Chemische reacties
2. (Enem/2011) Een ongebruikelijke optie voor het koken van bonen is het gebruik van een thermoskan. Doe een deel bonen en drie delen water in een pan en laat de set ongeveer 5 minuten koken, breng dan al het materiaal over in een thermoskan. Ongeveer 8 uur later zijn de bonen gaar.
Het koken van de bonen vindt plaats in de thermoskan omdat:
a) water reageert met bonen en deze reactie is exotherm.
b) bonen blijven warmte opnemen uit het omringende water, omdat het een endotherm proces is.
c) het beschouwde systeem is praktisch geïsoleerd, waardoor de bonen geen energie kunnen winnen of verliezen.
d) de thermoskan levert genoeg energie om de bonen te koken zodra de reactie begint.
e) de energie die bij de reactie betrokken is, verwarmt het water, dat een constante temperatuur handhaaft, aangezien het een exotherm proces is.
Correct alternatief: b) bonen blijven warmte opnemen uit het omringende water, aangezien het een endotherm proces is.
een fout. Een chemische reactie wordt gekenmerkt door de vorming van nieuwe stoffen, die niet optreden bij het koken van bonen.
b) JUIST. Wanneer water wordt verwarmd, krijgt het warmte en een thermoskan laat deze energie niet verloren gaan aan het milieu. Bonen absorberen dus warmte uit water en koken, met een endotherm proces.
c) FOUT. Het systeem is geïsoleerd van de externe omgeving. In de fles hebben de bonen en het water direct contact en voeren daarom een thermische uitwisseling uit.
d) FOUT. De thermosfles heeft als functie het systeem te isoleren, zodat het mengsel erin geen warmte kan uitwisselen met de omgeving.
e) FOUT. De temperatuur is niet constant, aangezien water warmte naar de bonen overdraagt, verliest het energie totdat de twee temperaturen gelijk zijn.
Bekijk de onderstaande teksten en leer meer over de onderwerpen die in dit nummer aan bod komen:
- Fysische en chemische transformaties
- warmte en temperatuur
- Thermische energie
